[发明专利]一种基于弹簧伸缩机构的爬杆机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种爬杆机器人，具体涉及一种基于弹簧伸缩机构的爬杆机器人。

背景技术

随着经济的发展，国家对电力的需求不断加大，电网建立的需求也使得电线杆的数量不断上升。由于常年裸露形成的灰尘层对其造成损坏,我们需要定期进行维护清扫工作。目前的维护工作主要由人工和大型设备来完成。其中清洗工人处于一种危险恶劣的工作环境，劳动强度大，工作效率也低，使用的化学试剂既容易对工人身体造成伤害又容易对环境造成污染；高压水枪法能耗较高，成本较高，对使用特效粘剂的纸张无法起效，并且对周边环境易造成直接的影响。现在对爬杆机器人的研究也得到了一定的关注，但是成果却不尽如人意。市场上出现少量使用的气动蠕行式爬行器，成本高，能耗大且常伴有较大的噪音，对居民的生活质量与身体健康造成损害。且因为连接了大量的设备，其体积和活动范围都受到了极大限制。

因此，现有的爬杆机器人存在承受力小、对周围环境影响大、结构稳定性差和成本高的问题。

发明内容

本发明要提供一种基于弹簧伸缩机构的爬杆机器人，以解决现有的爬杆机器人存在承受力小、对周围环境影响大、结构稳定性差和成本高的问题。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：带有稳定装置的爬杆机器人包括弹簧伸缩机构、第一机械手、第二机械手、功能组件、第一曲柄连杆机构、第二曲柄连杆机构、第三曲柄连杆机构、第一爬杆电机、第二爬杆电机和蓄电池，

蓄电池安装在弹簧伸缩机构的下端，第一机械手和第二机械手上下平行设置，并分别通过第一曲柄连杆机构和第三曲柄连杆机构与弹簧伸缩机构连接，第一爬杆电机和第二爬杆电机分别与第一机械手和第二机械手连接，功能组件安装在弹簧伸缩机构上并位于第一机械手和第二机械手之间；

弹簧伸缩机构包括上片、下片、盘形凸轮、直流无刷电机、两个直线轴承和两个弹簧，上片和下片上下设置并通过两个直线轴承连接，每个直线轴承上套装有一个弹簧，直流无刷电机安装在上片上，直流无刷电机的输出端穿过上片与盘形凸轮连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的伸缩机构通过控制凸轮的旋转以及利用弹簧的回复力，且动作良好的运动特性和操作的稳定性，简单有效地实现了在直线方向的移动。

2、拥有有较大承载力

由夹紧力产生的摩擦力使机械手夹紧在杆体上，由于是环抱式夹持，且始终保证有上、下机械手与稳定装置两个不处于同一平面的部位受力使得机器人在爬行或装载一定重量的功能部件时不至于倾倒或发生变形，在保证机械手表面材质的粗糙度与行进时夹紧的力度时则可以使得机器人不至于滑落，从而实现机器人拥有较大的承载力，如能装配3kg的清洁设备。

3、对周围环境影响小

执行机构的驱动方式主要是气动、电动、液压这三种，液压、气动式夹紧装置需要液源、气源和液压、气动控制系统支持，体积庞大、噪音污染大，易对周边环境造成影响，不便广泛应用于生活区商业区等的杆体，而电动的驱动方式具有降低噪音的优点，且本机器人模型体积较小，不易对周边环境产生影响。

4、运动稳定性高

当其中一个机械手处于夹紧状态时，其承受力可能不足以支撑其机器人整个结构。尤其当只有下方的机械手夹持时，机器人结构易不稳定。针对这一情况，设计一个由弹簧拉紧的圆环，内部装上小轮减小摩擦的稳定装置。如图，左右两半圆环不处于同一平面，由弹簧拉紧，保证始终夹紧杆体，维持稳定。始终保证有上(下)机械手与稳定装置两个不处于同一平面的部位受力使得机器人在爬行或装载一定重量的功能部件时不至于倾倒或发生变形。

5、能适应一定直径范围的杆体

根据仿生的理念，将上下机械手设计为张合的运动方式，可以适应一定直径范围的杆体的夹持。且将稳定装置设计左右两半圆环不处于同一平面，可以进一步扩大适应杆体的直径范围，保证始终夹紧。

6、能适应各种作业

机器人作为一个载体，可以在功能区装载一些设备通过连接件固定于通孔，也可在上片下片装载较大设备，使得机器人的功能应用多样化。

附图说明

图1是本发明的弹簧伸缩机构结构示意图；图2是本发明的整体结构示意图；图3是机械手的结构示意图；图4是稳定装置的结构示意图；图5是功能组件的结构示意图。

具体实施方式